物理五 加試選擇題題型強化（多選題型）第1講 機械振動和機械波

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1、第1講機械振動和機械波專題五加試選擇題題型強化(多選題型)考點一機械振動和圖象考點三機械振動和機械波的綜合問題考點二機械波和圖象機械振動和圖象考點一真題研究1.(多選)(2016浙江4月選考15)擺球質(zhì)量相等的甲、乙兩單擺懸掛點高度相同，其振動圖象如圖1所示.選懸掛點所在水平面為重力勢能的參考面，由圖可知A.甲、乙兩單擺的擺長之比是B.ta時刻甲、乙兩單擺的擺角相等C.tb時刻甲、乙兩單擺的勢能差最大D.tc時刻甲、乙兩單擺的速率相等答案解析圖112345由于兩擺線長度不同，在ta時刻離開平衡位置位移相等的位置，兩個單擺的擺角不相等，B錯誤；因為甲的擺線短、擺幅大，所以甲上升的最大高度大于乙的

2、，在tb時刻，乙在平衡位置(最低處)，而甲在最高處，因此兩者的勢能差是最大的，C對.由于甲偏離平衡位置高度差大于乙的，所以甲經(jīng)過平衡位置時的速度大于乙的，所以D錯.123452.(多選)(人教版選修34P13“演示”改編)甲、乙兩位同學(xué)分別使用圖2a所示的同一套裝置觀察單擺做簡諧運動時的振動圖象，已知二人實驗時所用的單擺的擺長相同，落在木板上的細沙分別形成的曲線如圖b所示，下面關(guān)于兩圖線的說法中正確的是A.甲圖表示沙擺擺動的幅度較大，乙圖擺動的幅度較小B.甲圖表示沙擺擺動的周期較大，乙圖擺動的周期較小C.二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的速度關(guān)系v甲2v乙D.二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的

3、速度關(guān)系v乙2v甲模擬訓(xùn)練圖2答案解析12345解析解析由圖可知，甲的振動幅度較大，乙的幅度較小，故A正確；兩擺由于擺長相同，則由單擺的性質(zhì)可知，兩擺的周期相同，故B錯誤；由圖可知，甲的時間為2T，乙的時間為4T，則由v 可知，二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的速度關(guān)系為v甲2v乙，故C正確，D錯誤.123453.(多選)(2017嘉興市3月模擬)如圖3甲所示，O是單擺的平衡位置，B、C是擺球所能到達的最遠位置.此單擺振動圖象如圖乙所示，則A.單擺振幅是16 cmB.單擺擺長約為1 mC.擺球經(jīng)過O點加速度不為零D.擺幅減小，周期也減小答案12345圖34.(多選)(人教版選修34P21第4題

4、改編)如圖4所示是一個單擺的共振曲線，根據(jù)該共振曲線，下列說法正確的是A.根據(jù)該共振曲線可得到單擺的固有頻率B.當(dāng)驅(qū)動力頻率為f0時單擺發(fā)生共振C.當(dāng)驅(qū)動力的頻率增加時共振曲線峰值右移D.當(dāng)單擺的擺長變長后，共振曲線峰值右移圖4答案123455.(多選)(2017湖州市高二上期末)一質(zhì)點做簡諧運動，質(zhì)點的位移隨時間變化規(guī)律如圖5所示，則從圖中可以看出A.質(zhì)點做簡諧運動的頻率為0.25 HzB.t3 s時，質(zhì)點的速度為零C.t3 s時，質(zhì)點的加速度為零D.在12 s間，質(zhì)點的速度逐漸變大圖5解析解析由圖知，該質(zhì)點的周期為4 s，頻率為0.25 Hz，故A正確；t3 s時，質(zhì)點處于平衡位置，加速度

5、為零，速度最大，故B錯誤，C正確；在12 s間，質(zhì)點由平衡位置向最大位移處運動，速度越來越小，故D錯誤.答案解析12345規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)1.簡諧運動的特征簡諧運動的特征(1)受力特征：回復(fù)力滿足Fkx.(2)運動特征：當(dāng)物體靠近平衡位置時，a、F、x都減小，v增大；當(dāng)物體遠離平衡位置時，a、F、x都增大，v減小.(3)能量特征：對彈簧振子和單擺來說，振幅越大，能量越大，在振動過程中，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒.(4)周期性特征：物體做簡諧運動時，其位移、回復(fù)力、加速度、速度等矢量都隨時間做周期性的變化.(5)對稱性特征：速率、加速度等關(guān)于平衡位置對稱.2.振動圖象提供的信息振動圖象提供的

6、信息(1)由圖象可以看出質(zhì)點振動的振幅、周期.(2)可以確定某時刻質(zhì)點離開平衡位置的位移.(3)可以確定各時刻質(zhì)點的振動方向.(4)可以確定某時刻質(zhì)點的回復(fù)力、加速度和速度的方向.(5)能夠比較不同時刻質(zhì)點的速度、加速度的大小.機械波和圖象考點二真題研究1.(多選)(2017浙江4月選考15)一列向右傳播的簡諧橫波，當(dāng)波傳到x2.0 m處的P點時開始計時，該時刻波形如圖6所示.t0.9 s時觀測到質(zhì)點P第三次到達波峰位置.下列說法正確的是A.波速為0.5 m/sB.經(jīng)1.4 s質(zhì)點P運動的路程為70 cmC.t1.6 s時， x4.5 m處的質(zhì)點Q第三次 到達波谷D.與該波發(fā)生干涉的另一列簡諧

7、橫波的頻率一定為2.5 Hz答案解析1234567圖61.4 s相當(dāng)于3.5個周期，每個周期路程為20 cm，所以B正確.1234567要發(fā)生干涉現(xiàn)象，另外一列波的頻率一定與該波相同，即2.5 Hz，選項D正確.2.(多選)(2015浙江10月選考15)沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，振幅為5 cm，質(zhì)點A、 B的平衡位置離O點的距離分別為1.8 m和3.0 m.t0時的波形如圖7所示，t0.6 s時質(zhì)點A恰好第二次到達波峰.下列說法正確的是A.波速為3 m/sB.頻率為2 HzC.質(zhì)點B在00.6 s內(nèi)路程為25 cmD.質(zhì)點B在t0.6 s沿y軸正方向運動答案解析1234567圖7t0.6 s

8、時，質(zhì)點B在平衡位置下方，沿y軸正方向運動，D正確.12345673.(多選)(人教版選修34P28第1題)簡諧橫波某時刻的波形如圖8所示，P為介質(zhì)中的一個質(zhì)點.以下說法正確的是A.若波沿x軸正方向傳播，則質(zhì)點P此時刻的速度沿 x軸正方向B.若波沿x軸正方向傳播，則質(zhì)點P此時刻的加速度 沿y軸正方向C.再過半個周期時，質(zhì)點P的位移為負(fù)值D.經(jīng)過一個周期，質(zhì)點P通過的路程為4a答案模擬訓(xùn)練1234567圖84.(多選)(2017浙江名校協(xié)作體模擬)如圖9所示是某繩波形成過程的示意圖，1、2、3、4為繩上的一系列等間距的質(zhì)點，繩處于水平方向.質(zhì)點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2、3、4各

9、個質(zhì)點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端.t0時質(zhì)點1開始豎直向上運動，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點5開始運動.下列判斷正確的是圖9A.質(zhì)點5開始振動時的運動方向向上 B.t 時質(zhì)點6的加速度方向向上C.t 時質(zhì)點10的運動方向向下 D.tT時質(zhì)點17開始運動1234567答案解析tT時質(zhì)點17開始運動，故D正確.12345675.(多選)(2017杭州市四校聯(lián)考)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，O為波源，如圖10所示是波源開始振動后0.1 s時的波形圖，則下列判斷正確的是A.這列波的周期為0.2 s，振幅為10 cmB.x3 m處質(zhì)點此時正沿y軸負(fù)向振動C.再經(jīng)過0.15 s，x2 m處質(zhì)點運動

10、到(x8 m， y10 cm)位置D.再經(jīng)過0.2 s，x10 m處的質(zhì)點第一次到達波谷答案1234567圖106.(多選)(2017臺州市9月選考)如圖11所示，波源S在x0處產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，波速v400 m/s，已知t0.1 s時，波已傳播到x40 m處.在x400 m處，有一接收器A(圖中未標(biāo)出).則下列說法正確的是A.波源的起振方向向下B.x40 m處的質(zhì)點在t0.5 s時位移最大C.t1 s時接收器才能接收到此波D.若波源向x軸正方向運動，則收到的波 的頻率比靜止時接收到的波的頻率大答案1234567圖117.(多選)如圖12為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，實線為

11、t0時刻的波形圖，虛線為t0.6 s時的波形圖，波的周期T0.6 s，則A.波的周期為0.8 sB.在t0.9 s時，P點沿y軸正方向運動C.經(jīng)過0.4 s，P點經(jīng)過的路程為0.4 mD.在t0.5 s時，Q點到達波峰位置1234567答案解析圖12由于波沿x軸負(fù)方向傳播，故t0時刻P點沿y軸負(fù)方向運動，而周期T0.8 s，故t0.8 s時P點沿y軸負(fù)方向運動，1.0 s時P點到達波谷，故0.9 s時P點沿y軸負(fù)方向運動，故B錯誤.在一個周期內(nèi)P點完成一個全振動，即其運動路程為4A，而0.4 s T，故P點的運動路程為2A0.4 m，C正確.1234567由題意可知波長8 m，則波速v 10

12、m/s，在t0時刻Q點的橫坐標(biāo)為x05 m.由于波沿x軸負(fù)方向運動，故在t0.5 s的時間內(nèi)波沿x軸負(fù)方向傳播的距離為xvt100.5 m5 m，故在t0.5 s時，Q點振動情況和t0時刻距離坐標(biāo)原點10 m處的質(zhì)點的振動情況相同，而t0時刻距離坐標(biāo)原點10 m處的質(zhì)點在波峰，故在t0.5 s時，Q點到達波峰位置.故D正確.故選A、C、D.1234567規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)1.波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向的互判方法波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向的互判方法(1)“上下坡法”(2)“同側(cè)法”(3)“微平移法”2.波的圖象特點波的圖象特點(1)質(zhì)點振動nT(波傳播n)時，波形不變.(2)在波的傳播方向上，

13、 當(dāng)兩質(zhì)點平衡位置的距離為n(n1， 2， 3)時， 它們的振動步調(diào)總相同； 當(dāng)兩質(zhì)點平衡位置間的距離為(2n1) (n0， 1， 2， 3)時，它們的振動步調(diào)總相反.(3)波源的起振方向決定了它后面的質(zhì)點的起振方向，各質(zhì)點的起振方向與波源的起振方向相同.機械振動和機械波的綜合問題考點三命題預(yù)測1.(多選)圖13甲為一列簡諧橫波在t0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置在x1.0 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置在x4.0 m處的質(zhì)點；圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象.下列說法正確的是A.在t0.10 s時，質(zhì)點Q向y軸正方向運動B.在t0.25 s時，質(zhì)點P的加速度方向與y軸正方向相同C.從t0.10 s到t

14、0.25 s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 mD.從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點P通過的路程為30 cm12345答案解析圖1312345解析解析由Q點的振動圖象可知，t0.10 s時質(zhì)點Q向y軸負(fù)方向振動，選項A錯誤；由波動圖象可知，波向左傳播，t0.10 s時質(zhì)點P向上振動，再經(jīng)過0.15 s，即t0.25 s時，質(zhì)點P振動到x軸的下方，加速度沿y軸正方向，選項B正確；由于在t0.10 s時，質(zhì)點P既不在波峰、波谷，也不在平衡位置，因此在 T的時間內(nèi)通過的路程不等于3A30 cm，選項D錯誤.2.(多選)(人教版選修34P28第2題改編)一列橫波某時刻的波形如圖14甲所示，圖乙表示介質(zhì)

15、中某質(zhì)點此后一段時間內(nèi)的振動圖象，下列說法正確的是A.若波沿x軸正方向傳播，圖乙為L點的振動圖象B.若波沿x軸正方向傳播，圖乙為M點的振動圖象C.若波沿x軸負(fù)方向傳播，圖乙為L點的振動圖象D.若波沿x軸負(fù)方向傳播，圖乙為N點的振動圖象模擬訓(xùn)練圖14答案123453.(多選)(人教版選修34P12“問題與練習(xí)”第2題改編)下列四幅圖中關(guān)于機械振動和機械波的說法正確的是A.粗糙斜面上的金屬球M在彈簧的作用下運動，該運動是簡諧運動B.單擺的擺長為l，擺球的質(zhì)量為m、位移為x，此時回復(fù)力為FC.質(zhì)點A、C平衡位置之間的距離就是簡諧波的一個波長D.實線為某時刻的波形圖，此時質(zhì)點M向下運動，經(jīng)極短時間后波

16、形圖 如虛線所示12345答案解析解析解析在粗糙斜面上金屬球運動過程中，要不斷克服摩擦力做功，系統(tǒng)的機械能減小，金屬球最終靜止，所以該運動不是簡諧運動，故A錯誤.相鄰波峰或波谷之間的距離等于一個波長，而選項中質(zhì)點A、C的平衡位置之間的距離只是簡諧波的半個波長，故C錯誤.據(jù)質(zhì)點振動方向和傳播方向的關(guān)系上下坡法，根據(jù)質(zhì)點M向下運動可知，波正向x軸正方向傳播，經(jīng)很短時間，波形圖如虛線所示，故D正確.123454.(多選)(2017寧波市3月模擬)圖15甲為一列簡諧橫波在t0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置為x1 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置為x4 m處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象，則A.t0.10

17、 s時，質(zhì)點Q的速度方 向向上B.該波沿x軸負(fù)方向傳播，傳播 速度為40 m/sC.再經(jīng)過0.10 s，質(zhì)點Q沿波的傳播方向移動4 mD.t0.25 s時，質(zhì)點P的位移是5 cm12345答案圖15123455.(多選)(2017溫州市九校高三上學(xué)期期末)一列簡諧橫波，在t0.6 s時刻波的圖象如圖16甲所示，波上A質(zhì)點的振動圖象如圖乙所示， 則以下說法正確的是A.這列波沿x軸正方向傳播B.從t0.6 s開始，質(zhì)點P比質(zhì)點Q晚0.4 s回到平衡位置C.從t0.6 s開始，緊接著的t0.6 s時間內(nèi)，A質(zhì)點通過的路程是10 mD.若傳播過程中遇到一個尺寸為10 m的障礙物，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象圖

18、16答案解析12345解析解析由乙圖讀出t0.6 s時刻質(zhì)點A的速度方向為沿y軸負(fù)方向，由甲圖判斷出波的傳播方向為沿x軸正方向.故A正確；圖示時刻質(zhì)點P沿y軸正方向，質(zhì)點Q沿y軸負(fù)方向，所以質(zhì)點P比質(zhì)點Q早0.4 s回到平衡位置，故B錯誤；t0.6 s0.5T，所以從t0.6 s開始，緊接著的t0.6 s時間內(nèi)，P質(zhì)點通過的路程是4 m，不是10 m，故C錯誤.由于該波的波長為20 m，則若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為10 m的障礙物時，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故D正確.規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)“一分、一看、二找一分、一看、二找”巧解波的圖象與振動圖象綜合類問題巧解波的圖象與振動圖象綜合類問題1.分清振動圖象與波的圖象.只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波的圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動圖象.2.看清橫、縱坐標(biāo)的單位.尤其要注意單位前的數(shù)量級.3.找準(zhǔn)波的圖象對應(yīng)的時刻.4.找準(zhǔn)振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點.